Основные характеристики протокола

• каждое сообщение имеет определенный приоритет
• существуют гарантированные времена ожидания
• гибкость конфигурации
• групповой приём с временной синхронизацией
• система непротиворечивости данных
• multimaster
• обнаружение и сигнализация ошибок
• автоматическая ретрансляция разрушенных сообщений
• различие между временными ошибками и постоянными отказами узлов и автономное отключение дефектных узлов

Кодирование битового потока

Следующие поля: "начало кадра", "поле арбитража", "поле контроля", "поле данных" и "поле CRC" кодированы методом разрядного заполнения. Всякий раз, когда передатчик передает пять последовательных бит идентичной величины в битовом потоке, он автоматически вставляет дополняющий бит противоположного значения в фактически передаваемый битовый поток.
Оставшиеся битовые поля кадра данных или кадра удаленного запроса данных ("разделитель CRC", "поле подтверждения" и "конец кадра") имеют фиксированную форму и не кодируются. Кадр ошибки и кадр перегрузки также имеют фиксированную длину и не кодируются методом разрядного заполнения.

Структура и назначение элементов системы ввода-вывода аналоговой информации.

АЦП непосредственного считывания. Конвейерные АЦП.

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО СЧИТЫВАНИЯ

 

Изобретение относится к аналогоциФровой вычислительной технике и предназначено для использования, в частности, в устройствах. воспроизведения нелинейных зависимостей с ав5 томатическим вводом инФормации; комбинированных блоках переменожения и др, Известен аналого-циФровой преобразователь (АЦП) непосредственного о считывания, входная величина в ко" тором сравнивается с набором оди- наковых эталонов, образующих измерительную шкалу. В электронных АЦП эта шкала чаще всего задается от общего эталонного источника посред" ством многоотводных делителей напряжения, самопреобразование произ" водится компараторами, сравнивающими входной сигнал с напряжениями в точ- 20 ках отвода, а результат преобразования отображается состояниями компараторов в виде нормального единичного кода f 1 j.

К недостаткам такого АЦП следует отнести невысокую точность при возрастании нагрузки на делитель напряжения.

Известен также АЦП, содержащий компараторы первые. входы которых соединены с соответствующими выводами. делителя эталонного напряжения, вторые входы соединены с источником входного.сигнала, а выход - с входами дешиФратора, выполненного на элементах НЕ, И, ИЛИ. Достоинство. такого преобразователя - высокое.быстродействие, равное времени срабатывания одного отдельного компаратора и недостижимое для преобразователей другого типа (поразрядных, последовательного счета и т.п.)1 2.

Недостатки устройства - черезмерно большое количество (21 -1) прецизионных резисторов, где n - число разрядов АЦП в эталонном делителе, и значительная нагрузка со стороны компараторов на источник сигнала. 3 95927

Конвейерный АЦП

Конвейерный АЦП состоит из последовательного ряда каскадов, каждый из которых содержит АЦП низкого разрешения, ЦАП и усилитель. Они последовательно преобразуют аналоговый входной сигнал в цифровой, осуществляя конвейерную обработку данных. Конвейерные АЦП обычно применяются для энергоэффективного высокоскоростного преобразования широкополосных входных сигналов (например, в диапазоне 10…100 МГц). Частота выборки АЦП выбирается из того расчета, чтобы отношение OSR было малым (т.е. равнялось 2—4), а стандартное разрешение АЦП находится в диапазоне 8—14 бит.

Архитектура конвейерного АЦП является разомкнутой; собственная задержка составляет всего 4—6 циклов; имеется прямая связь между входным и выходным сигналами. Конвейерные АЦП, как правило, выполнены по КМОП-технологии с дискретной цепью (Discrete-Time, DT) переключаемого конденсатора (Switched Capacitor, SC). Конвейерному АЦП требуется нетривиальный аналоговый фильтр защиты от наложения спектров, который вносит свой вклад в энергопотребление и занимаемую площадь устройства.

Поразрядные АЦП.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЦП ПОРАЗРЯДНОГО КОДИРОВАНИЯ

Принцип действия

Работа этих преобразователей основана на последовательном (поразрядном) сравнении входной величины с образцовыми мерами, значения которых построены по двоичному (или двоично-десятичному) коду.

Структурная схема АЦП поразрядного кодирования показана на рис. 5.1. По сигналу «Пуск» устройство управления (УУ) включает первый (по порядку) разряд цифро-аналогового преобразователя, представляющего собой преобразователь кода в напряжение (ПКН). Если ПКН построен по двоичной системе, то «вес» включенного первым разряда составляет примерно половину максимального значения входного сигнала. В сравнивающем устройстве (СУ) образуется разность

где — шаг квантования или единица младшего разряда;

— число двоичных разрядов в АЦП;

— кодовый коэффициент, равный 0 или 1.

В зависимости от знака разности по сигналу от СУ устройство управления оставляет включенным в ПКН этот разряд или отключает его. Иначе, при , при .

На следующем шаге включается разряд с «весом», в два раза меньшим первого, и вновь образуется разность

В зависимости от знака вновь включенный разряд оставляется включенным ( ) или отключается ( ). Так включаются (опрашиваются) все разряды вплоть до самого младшего. Весь цикл преобразования заканчивается за тактов (шагов). В соответствии с состоянием ключей (ячеек регистра) на выходе АЦП образуется код X, эквивалентный значению входного сигнала :

Статическая погрешность АЦП определяется в основном погрешностью используемого в нем ЦАП и может быть сделана достаточно малой, благодаря чему эти АЦП могут строиться на 12—14 разрядов.

Быстродействие преобразователя зависит от числа двоичных разрядов и инерционности используемых в нем элементов и может доходить до 10⁵— 10⁶преобразований в секунду [4]. Таким образом, АЦП поразрядного кодирования являются компромиссными по быстродействию и точности. В связи с этим они получили широкое распространение в системах сбора информации среднего быстродействия и в цифровых измерительных приборах.